Análise conformacional do etano

RKA1JV Aqui, nós temos a conformação em eclipse do etano. Se eu virar esta molécula dessa forma, nós podemos ver a projeção de Newman para essa conformação em eclipse. Repare que temos dois hidrogênios em verde, isso é só para facilitar a nossa visualização. Então, vou rotacionar este carbono da frente, mantendo de o trás parado e nós chegamos à primeira conformação alternada. Se eu rotacionar mais uma vez, nós chegamos a mais uma conformação em eclipse, e se eu rotacionar de novo, outra conformação alternada, mais uma vez, 60 graus, nós temos mais uma conformação em eclipse. Mais uma vez, uma alternada, e, por fim, nós chegamos à conformação inicial. Então, aqui nós temos um gráfico da energia potencial para cada conformação que nós acabamos de ver, vamos começar aqui com esta, em eclipse. Bem, então nós temos este nível de energia potencial, e quando mudamos, quando rotacionamos para chegar a esta conformação alternada, existe uma diminuição na energia potencial. Para chegar à conformação, a próxima conformação em eclipse, nós precisamos adicionar energia, este processo requer energia quando vamos desta conformação para esta conformação, e assim vai acontecendo sucessivamente quando nós mudamos de uma conformação em eclipse para uma alternada. Repare que todas as nossas conformações em eclipse possuem este mesmo nível de energia potencial. E a mesma coisa acontece se nós olharmos para as conformações alternadas, todas elas possuem o mesmo nível de energia potencial. Bem, a conformação alternada requer menos energia que a conformação em eclipse e a diferença, na verdade, entre esses dois tipos de conformação é de 12 quilojoules por mol. Então, para chegar de uma para outra, a diferença é de 12 quilojoules por mol. Quanto mais baixa for a energia, mais estável vai ser a conformação, uma forma fácil de pensar nisso é imaginando isso aqui como montanhas. Imagine que eu tenho uma pedra aqui nesta parte do vale da montanha, e eu vou comparar a diferença de energia potencial entre essas duas pedras aqui. Em Física, nós dizemos que a energia potencial está no zero quando ela está no chão, no nível do chão, então, vamos pensar aqui com zero joules. Aqui neste vale, vamos dizer que está a 10 joules, então, essa pedra vai precisar de energia para subir este morro, vamos dizer que quando ela está nesse estado, ela vai ter 22 joules. E essa posição final é menos estável porque ela tem uma energia potencial maior do que essa aqui de baixo. Então, por que nós temos uma diferença de energia entre esses dois tipos de conformação, em eclipse e alternada? Isso está relacionado com a tensão de torção. E como nós chegamos a essa tensão de torção? Está ainda sendo debatido, a explicação mais moderna para isso, está relacionada com orbitais, mas eu vou usar uma explicação um pouco mais antiga que fala sobre repulsão entre pares de elétrons. Ela diz que essa repulsão entre os pares é mais forte quando a conformação está em eclipse, então, os elétrons nessas ligações aqui se repelem com mais força, estão se repelindo mais. E por causa disso, elas são mais instáveis. Aqui na de baixo, os pares de elétrons estão mais distantes uns dos outros, então, essa força de torção é um pouco mais baixa, e é por isso que a energia é mais alta quando ela está nessa conformação em eclipse. A energia total, o custo de energia total entre esses dois tipos de conformação é de 12 quilojoules por mol. Nós temos três pares de hidrogênio eclipsados, veja, aqui temos um, aqui temos outro e aqui outro. Então, essa energia total aqui, se é de 12 quilojoules por mol, cada par de hidrogênio eclipsados contribui com 4 quilojoules por mol. Então, 4 quilojoules por mol para este aqui, 4 para este outro par e 4 para este par, o que dá um total de 12 quilojoules por mol. Nós acabamos de ver que a conformação alternada é mais estável e que para passar da alternada para a em eclipse, o processo requer energia. Em temperatura ambiente, existe energia suficiente para que isso aconteça. Para o etano, o equilíbrio acontece quando a conformação alternada corresponde a aproximadamente 99% do total de conformações, enquanto apenas 1% corresponde a conformações em eclipse. Isso está relacionado com a estabilidade, conformações alternadas são mais estáveis. Por hoje é só, espero que vocês tenham gostado. E até o próximo vídeo!